bidang ilmu : biokimia/bioteknologi laporan hasil ...· sesuai dengan surat perjanjian penggunaan

Download Bidang Ilmu : Biokimia/Bioteknologi LAPORAN HASIL ...· Sesuai dengan Surat Perjanjian Penggunaan

Post on 04-Mar-2019

219 views

Category:

Documents

0 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

i

Bidang Ilmu : Biokimia/Bioteknologi

LAPORAN HASIL PENELITIAN DOSEN GURU BESAR DAN DOKTOR SESUAI KEAHLIAN

KAJIAN PEMANFAATAN ENZIM PAPAIN GETAH BUAH PEPAYA UNTUK

MELUNAKKAN DAGING

TIM PENELITI

PROF. DR. RAMLAN SILABAN, M.Si FREDDY T.M. PANGGABEAN, S.Pd., M.Pd

RAHMADANI

Dibiayai oleh Universitas Negeri Medan, Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan, Sesuai dengan Surat Perjanjian Penggunaan Dana (SP2D)

Nomor: 124/UN33.8/KEP/KU/2012 Tanggal 27 April 2012

PROGRAM STUDI MAGISTER PENDIDIKAN KIMIA PROGRAM PASCASARJANA

UNIVERSITAS NEGERI MEDAN OKTOBER 2012

i

ii

RINGKASAN HASIL PENELITIAN

Krisis energi merupakan masalah yang melanda dunia, banyak upaya

yang dilakukan pemerintah agar masyarakat melakukan hemat energi. Salah

satu upaya yang bisa dilakukan adalah dengan melakukan proses pelunakan

daging dengan menggunakan enzim. Getah pepaya mengandung enzim papain

yang merupakan enzim protease yang berkemampuan memecahkan molekul

protein. Dalam penelitian ini dilakukan perbandingan antara enzim papain

dengan menggunakan pengaktif dan enzim tanpa pengaktif. Enzim papain

dengan pengkatif optimum pada pH 5,5; suhu 500C; konsentrasi enzim 0,05

gram; dan konsentrasi substrat 1,0 gram dengan aktivitas enzim sebesar

50,2120 x 10-3 unit/mg dan tingkat kelunakan sebesar 7,5097 g/mm3.

Sedangkan enzim tanpa pengaktif optimum pada pH 5,5 ;suhu 500C;

konsentrasi enzim 0,075 dan konsentrasi substrat 1,0 dengan aktivitas spesifik

sebesar 41,6068 x 10-3 unit/mg dan tingkat kelunakan sebesar 8,4189 g/mm3.

iii

DAFTAR ISI Halaman Lembar Identitas dan Pengesahan i Ringkasan Hasil Penelitian ii Daftar Isi iii Daftar Tabel iv Daftar Gambar v Daftar Lampiran vi Bab I. Pendahuluan 1.1. Latar Belakang Penelitian 1 1.2. Rumusan Masalah 3 1.3. Tujuan Penelitian 3 1.4. Luaran Penelitian 3 1.5. Prospek Penelitian 4 Bab II. Kajian Pustaka 2.1. Tumbuhan Pepaya 5 2.2. Protein 6 2.3. Enzim Papain 9 2.4. Daging 14 Bab III. Metodologi Penelitian 3.1. Jenis dan Tahapan Penelitian 16 3.2. Alat dan Bahan 16 3.3. Prosedur Kerja 17 Bab IV. Hasil Penelitian dan Pembahasan 4.1. Pembuatan Enzim Papain 24 4.2. Penentuan Aktivitas Enzim 24

4.2.1. Pengaruh pH Terhadap Tingkat Kelunakan Daging 25 4.2.1. Pengaruh Suhu Terhadap Tingkat Kelunakan Daging 26 4.2.1. Pengaruh Konsentrasi Enzin Terhadap Tingkat Kelunakan Daging 28 4.2.1. Pengaruh Konsentrasi Substrat Terhadap Tingkat Kelunakan Daging 29

Bab V. Kesimpulan dan Saran 5.1. Kesimpulan 31 5.2. Saran 31 Daftar Pustaka 32

iv

DAFTAR TABEL Halaman

Tabel 3.1. Pembuatan Buffer Phospat 19

Tabel 3.2. Perlakuan Variasi pH 20

Tabel 3.3. Perlakuan Variasi Suhu 20

Tabel 3.4. Perlakuan Variasi Konsentrasi Enzim 21

Tabel 3.5. Perlakuan Variasi Konsentrasi Substrat 22

Tabel 4.1. Data Perbandingan Pengaruh pH Terhadap Aktivitas

Spesifik Papain dan Tingkat Kelunakan 25

Tabel 4.2. Data Perbandingan Pengaruh Suhu Terhadap Aktivitas

Spesifik Papain dan Tingkat Kelunakan 27

Tabel 4.3. Data Perbandingan Pengaruh Konsentrasi Enzim Terhadap

Aktivitas Spesifik Papain dan Tingkat Kelunakan 28

Tabel 4.3. Data Perbandingan Pengaruh Konsentrasi Substrat Terhadap

Aktivitas Spesifik Papain dan Tingkat Kelunakan 30

v

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1. Tanaman Pepaya 5

Gambar 2.2. Struktur Protein Enzim 7

Gambar 2.3. Contoh Daging Berserat 14

Gambar 4.1. Grafik Pengaruh pH Terhadap Aktivitas Spesifik Papain dan

Tingkat Kelunakan 26

Gambar 4.2. Grafik Pengaruh Suhu Terhadap Aktivitas Spesifik Papain dan

Tingkat Kelunakan 27

Gambar 4.3. Grafik Pengaruh Konsentrasi Enzim Terhadap Aktivitas

Spesifik Papain dan Tingkat Kelunakan 29

Gambar 4.4. Grafik Pengaruh Konsentrasi Substra Terhadap Aktivitas

Spesifik Papain dan Tingkat Kelunakan 30

vi

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1. Fotocopy Kontrak Penelitian 34

Lampiran 2. Surat-Surat Perijinan dan Persetujuan 36

Lampiran 3. Instrumen Penelitian 39

Lampiran 4. Rincian Biaya Penelitian 40

Lampiran 5. Personalia Tenaga Peneliti 42

Lampiran 6. Riwayat Hidup Peneliti 43

Lampiran 7. Data Penelitian 50

Lampiran 8. Foto Dokumentasi Kegiatan 61

1

1

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Penelitian

Krisis energi merupakan masalah yang melanda dunia saat ini, betapa tidak,

cadangan minyak bumi semakin menipis sementara konsumen energi semakin

bertambah. Salah-satu dampak yang melanda bangsa Indonesia adalah harga BBM

(bahan bakar minyak) yang tidak stabil dan cenderung naik. Pemerintah tidak lagi

mampu mempertahankan BBM bersubsidi yang umumnya sangat diperlukan oleh

masyarakat. Harga BBM merupakan salah-satu tolak ukur perekonomian dunia.

Banyak upaya yang disarankan oleh pemerintah, misalnya melalui slogan

hemat energi hemat biaya. Melalui hemat energi, cadangan minyak bumi akan dapat

dipertahankan. Upaya hemat energi pada prinsipnya dapat dilakukan oleh semua lapisan

masyarakat. Pemakaian energi untuk memasak di dapur dapat ditekan biayanya melalui

pemanfaatan proses kimia yang sehat. Misalnya, energi untuk memasak daging yang

kaya serat protein dapat dikurangi melalui pemanfaatan teknologi enzim.

Pemanfaatan bioteknologi untuk mengatasi krisis energi dan juga pengolahan

limbah telah banyak dilakukan. Silaban tahun 1994 telah mencoba melakukan

pengolahan limbah serbuk gergaji kayu menjadi gula, meskipun hasilnya sangat sedikit

(Silaban, 1994). Tahun 2010, limbah ampas kelapa telah digunakan sebagai media

untuk memproduksi toksoflavin dan hasilnya sangat memuaskan (Silaban, 2010).

Peneliti yang sama juga telah mencoba memanfaatkan ubi jalar putih untuk

memproduksi bioetanol melalui fermentasi (Rahmadani dan Silaban, 2011).

Survey pendahuluan yang dilakukan ke berbagai dapur warung makan, rumah

makan bahkan restoran menunjukkan bahwa untuk memasak 10 kilo rendang daging

sapi diperlukan waktu sekitar 4 jam dengan pemanasan yang terus menerus, baik pakai

kayu bakar, kompor masak maupun kompor gas. Proses pemasakan dengan suhu yang

tinggi dan waktu yang lama ini hanya untuk memperoleh daging yang lunak, empuk,

mudah dikunyah atau mudah dicerna. Padahal, proses pemanasan suhu tinggi dan

waktu lama ini dapat menurunkan nilai gizi di samping memerlukan energi yang

jumlahnya banyak (Silaban, 2009).

Papain diperlukan antara lain dalam industri bir, corned, farmasi, tekstil, wool,

sutera, ekstraksi minyak ikan, dan pembersih lensa kontak. Indonesia menduduki

2

rangking ke V sebagai penghasil papaya, setelah Meksiko, India, Nigeria dan Brasil

yang rangking I (Nani, 2007)

Pelunakan daging secara fisika melalui pemasakan, merupakan proses

perubahan struktur serat protein dari yang rigid menjadi amorf sehingga secara fisik

dapat dilihat dari kenyal menjadi empuk, dari yang sulit dikunyah menjadi mudah.

Pengempukan daging terkadang disertai dengan melarutnya sebagian protein artinya

keempukan daging dapat dilihat dari 2 parameter, yakni berdasarkan uji fisik atas serat

daging dan atau berdasarkan uji biokimia protein terlarut (Silaban, 2009). Kesemuanya

proses ini sesungguhnya untuk memperoleh asupan protein.

Protein merupakan kelompok nutrien yang amat penting bagi tubuh manusia,

sehingga disebut proteos artinya pemula. Senyawa ini didapatkan dalam sitoplasma

pada semua sel hidup, baik binatang maupun tanaman. Protein mempunyai bermacam-

macam fungsi bagi tubuh, yaitu sebagai enzim, zat pengatur pergerakan, pertahanan

tubuh, alat pengangkut dan lain-lain (Winarno, 1992).

Pelunakan daging secara kimia dapat dilakukan melalui dua cara yakni secara

enzimatis dan non enzimatis. Secara enzimatis menggunakan enzim protease sedangkan

non enzimatis menggunakan asam. Pelunakan menggunakan asam ini sering dilakukan,

baik di rumah maupun di restoran, hanya saja dapat mengurangi nilai gizinya karena

sebagian protein dapat terdenaturasi atau rusak oleh asam.

Pelunakan daging secara enzimatis hingga saat ini belum banyak dilakukan.

Belum banyak penelitian yang mengkaji hal ini, karena keterbatasan sumber enzim dan

juga keterbatasan referensi atas nilai gizi makanan yang diolah secara enzim. Menurut

perkiraan, perlakuan enzimatis terhadap daging sebelum dimasak dapat menghemat

energy atau bahan bakar. Karena, enzim protease terlebih dahulu akan mengubah

struktur serat protein yang sukar larut. Padahal, daging yang telah direndam dengan

ekstrak enzim protease tidak lagi dimasak berlama-lama untuk memperoleh daging yang

empuk. Artinya, teknologi ini akan hemat energi.

Banyak hewan, mikroba dan tanaman yang dikenal mampu menghasilkan